|
|
| Синтез и свойства 4-замещенных 5Н-1,2,3-дитиазолов |
|
оль Аппеля 1а реагирует с 5-аминопиразолами 127 при комнатной температуре в присутствии 2,6-диметилпиридина, давая, неожиданно, конденсированные 1Н-пиразоло[3,4-d]тиазолы 128.[64] Авторы предполагают, что бициклические соединения образуются в результате спонтанной внутримолекулярной циклизации иминов 129 через промежуточно образующийся интермедиат 130, который в дальнейшем теряет атом серы и хлористый водород (Схема 70). Схема 70Очевидно, енаминная часть промежуточного соединения 129 является ответственной за легкость внутримолекулярной циклизации, поскольку имин 131, образующийся из соли Аппеля и 3-амино-1-метилпиразола не дает бициклический 2Н-пиразоло[3,4-d]тиазол по схожему механизму. Термическая стабильность имина 131 объясняется внутримолекулярным взаимодействием S…N, которое стабилизирует молекулу в конформации, препятствующей внутримолекулярной циклизации.[64] 1.2.1.2 Нуклеофильная атака по атому углерода гетероциклаN-Монозамещенные о-фенилендиамины реагируют с солью Аппеля 1а в хлористом метилене при комнатной температуре с образованием 2-цианобензимидазолов 132 путем термической или катализируемой кислотами перегруппировки промежуточно образующихся имино-1,2,3-дитиазолов 133, которые могут быть выделены из реакционной среды.[65] Механизм этой перегруппировки включает обратимую атаку о-аминогруппы по атому углерода кольца с образованием спиросоединения 134, которое ароматизируется с элиминированием хлористого водорода и молекулы двухатомной серы (Схема 71).Схема 71 Образование двухатомной серы, S2, зафиксировано получением соответствующих циклоаддуктов в реакции с норборненом и 2,3-дифенилбутадиеном.[65] Реакция имина 110, полученного из метилового эфира антраниловой кислоты и соли Аппеля, с первичными алкиламинами в тетрагидрофуране при комнатной температуре приводит к 3-алкил-2-цианохиназолин-4(3Н)-онам 135 с высокими выходами.[66] Аналогичным образом были получены 3-алкил-2-цианотиенил[3,2-d]пиримидин-4(3Н)-оны 136 из соответствующих иминов на основе 2-аминотиофенкарбоксилатов 137 (Схема 72).[66, 67] Схема 72Производные антраниловых кислот, содержащие в сложноэфирной группе полимерные остатки, были превращены в производные 2-цианохиназолин-4(3Н)-онов реакцией с солью Аппеля и затем с широким кругом алифатических аминов с выходами, близкими к количественным.[68]Менее нуклеофильные ароматические амины не реагируют с арилиминами 138 даже при температуре кипения растворителя (тетрагидрофурана). Однако, активация положения С-5 дитиазольного цикла кислотой Льюиса, например, четыреххлористым титаном, приводит к получению 4-гидрокси-4-фенилхиназолинов 139 с высокими выходами (58-83%).[69] ЯМР спектры растворов этих соединений в дейтерохлороформе показали, что они существуют в виде равновесной смеси с соответствующими N-(2-бензоиларил)-2-цианамидинами 140 (Схема 73). Схема 73Механизм этих превращений включает нуклеофильную атаку первичной аминогруппы на атом углерода С-5 имина с последующим элиминированием молекул хлористого водорода и S2 и замыканием цианоамидинового фрагмента в хиназолиновый цикл.[69]Реакция иминов 141, полученных из замещенных антранилатов, с этилендиамином приводит к редко встречающимся, однако важным в биологическом отношении, трициклическим 3,3-дигидро-2Н-пиразино[2,1-b]хиназолинам 142 (Схема 74).[70]Схема 74Взаимодействие имина 110 с другим диамином - о-фенилендиамином в тетрагидрофуране при комнатной температуре привело к смеси ожидаемого хиназолинона 143 и производному 2-аминохиноксалина 144 (Схема 75).[71]Схема 75Оба продукта реакции являются следствием атаки молекулы диамина на атом углерода С-5 дитиазольного цикла с образованием 2-цианохиназолина 143 или 2-цианамидина типа 140, который под действием второй молекулы о-фенилендиамина циклизуется в пиразин 144.Взаимодействие замещенных иминов 141 с о-аминобензиламином начинается главным образом с атаки алифатического амина по атому серы 1,2,3-дитиазольного цикла с образованием цианотиоформамидинов 145 (выходы 47-68%), и лишь частично - по атому углерода цикла, с образованием новой тетрациклической системы 146, очевидно, через промежуточное образование 2-цианохиназолинона 147 (Схема 76).[71]Схема 76Обработка имино 1,2,3-дитиазола 137, полученного из соли Аппеля и метилового эфира 3-амино-2-тиофенкарбоновой кислоты, о-аминобензиламином в тетрагидрофуране привела к получению новой гетероциклической системы 148, в которой тиенопиримидиновое кольцо сконденсировано с хиназолиновым фрагментом.[72] В качестве основного продукта этой реакции был выделен цианотиоформамид 149 (Схема 77), образование которого является результатом двух нуклеофильных атак алифатической части диамина по атому серы иминодитиазольного цикла по механизму, который был приведен выше.Схема 77 Менее нуклеофильный о-фенилендиамин не реагирует с имином 137.Обработка иминодитиазола 150, содержащего нитрильную группу в о-положении к иминогруппе, щелочью в спирте дает хиназолин-2-карбонитрилы 151, в ряде случаев с хорошими выходами (до 82%) (Схема 78).[73] Предполагаемый механизм основывается на присоединении алкокси-аниона к нитрильной группе с последующей циклизацией и отщеплением молекул хлористого водорода и двухатомной серы.Схема 78Реакция 5-арилимино-1,2,3-дитиазолов 19 с гидроксиламином протекает легко, давая N-арилцианоформамидоксимы 152 (Схема 79), которые могут быть использованы как исходные соединения для синтеза 4-замещенных 2-цианохиназолинов и 4-арил-3-циан-1,2,4-оксадиазин-5(6Н)-онов.[74]Схема 79Если в орто-положении ароматического кольца находится ацетильная или бензоильная группы (153), то в аналогичных условиях образуются 3-оксиды 2-цианохиназолинонов 154 с выходами от средних до высоких (Схема 80).[74] Схема 801.2.1.3 ТермолизN-Арилимино-1,2,3-дитиазолы 19 при нагревании легко образуют 2-цианобензотиазолы 155, что является простым двухстадийным методом синтеза этих гетероциклов из соответствующих ароматических аминов.[21, 31] Электронодонорные заместители в анилиновом кольце способствуют этому превращению, а электроноакцепторные замедляют его, при этом происходит побочная реакция - потеря обоих атомов серы дитиазольного цикла и образование цианимидоил хлоридов 156 (Схема 81).Схема 81Если оба ортоположения бензольного кольца замещены, то соединения 156 являются единственными продуктами реакции (Ar = 2,4,6-Me3C6H2 (22%), 2,4,6-Et3C6H2 (31%)).[21] Арилимины 19, содержащие атомы фтора в ароматическом кольце, также образуют смеси бензотиазолов 155 и имидоил хлоридов 156.[75] Атомы фтора оказались недостаточно электроноакцепторными заместителями, чтобы образование имидоил хлоридов стало основным направлением реакции; их выходы не превышали 20% (Ar = 4-F C6H4, 2,4-F2C6H3, 3,4-F2C6H3). Циклизация иминов 19 в 2-цианобензотиазолы 155 может происходить при облучении в микроволновой печи в таком высококипящем растворителе, как N-метилпирролидин-2-он при 150 °С, а также в экологически чистом процессе без растворителя в присутствии графита при той же температуре.[76] Выходы, также как и в обычных условиях, остаются средними (45-52%).N-Алкилимины часто разлагают при более низкой температуре. При нагревании до 150 °С в запаянной трубке с 2,3-дифенил- и 2,3-диметилбутадиенами метилимин 157 образует известные продукты реакции Дильса-Альдера двухатомной синглетной серы, S2, 1,2-дитиины 158. В этих же условиях норборнен дает трисульфид 159 (62%) (Схема 82).[21] Необходимо отметить, что эти соединения не образуются при нагревании элементной серы с алкенами в аналогичных условиях.Схема 82Нагревание о-бромфенильных производных иминов 160 в присутствии одноиодистой меди в кипящем пиридине приводит к 2-цианобензотиазолам 155 с хорошими выходами (58-84%).[77] Проведение этой реакции в микроволновом реакторе привело к снижению времени реакции без потери в выходах конечных продуктов (61-87%) (Схема 83). Предполагается, что процессам отщепления двухатомной серы и циклизации в тиазольное кольцо способствует образование комплекса между атомом галогена (брома) и одновалентной медью. Схема 83Используя аналогичный метод удалось получить ряд цианозамещенных тиазолобензотриазолов 161,[78] и изомеров тиазолохиназолинонов 162, 163 (Схема 84),[79] которые замедляют рост раковых клеток.[80]Схема 84Термолиз имино-1,2,3-дитиазолов 164, полученных из соли Аппеля 1а и 8-аминохинолинов, в течение 1 мин при 200 °С неожиданно приводит к имидазохинолинтионам 165 с выходами 25-49%.[81, 82] Механизм этой необычной перегруппировки предполагает участие близлежащего атом азота хинолинового цикла в образовании имидазохинолина 166, который циклизуется в тетрациклическую структуру 167. Выделение хлористого водорода и потеря одного атома серы семичленного кольца в соединении 167, возможно через промежуточный нитрилсульфид, приводит к конечному продукту 165 (Схема 85).Схема 85Термолиз (о-гидроксифенил)имина 168 протекает с выделением двух атомов серы и хлористого водорода, предположительно через промежуточное спиросоединение 169, и приводит к 2-цианобензоксазолу 170 с высоким выходом (Схема 86).[31] Схема 861.2.1.4 Окисление и восстановлениеОкисление имина 171 м-хлорнадбензойной кислотой (MCPBA) в хлористом метилене приводит к S-оксиду 172 с 60%-ным выходом (Схема 87).[27] Очевидно, что атом серы S-1 является менее нуклеофильным благодаря сдвигу электронов к иминному атому азота.Схема 87Позднее ряд 4-диалкиламино-5-имино-1,2,3-дитиазолов 96 был окислен в этих же условиях до 2-S-оксидов 173 (Схема 88).[52]Схема 88Длительная выдержка имина 174 с тем же реагентом при комнатной температуре привела к получению S,S-диоксида 175 со средним выходом (Схема 89).[83]Схема 89Однако из аналогичной реакции фталимидного производного 176 продуктов окисления выделено не было. Исходное соединение возвращается из реакции с MCPBA с выходом 82%, а из реакции с перманганатом калия в ацетоне - с выходом 62% и из реакции с двуокисью азота в хлористом метилене - с выходом 80%.[83]В ряде случаев окисление MCPBA протекает более глубоко. Однако, во всех случаях моно-2-S-оксид предполагается в качестве промежуточного соединения. Так, реакция арилиминов 19 с MCPBA при комнатной температуре приводит к цианотиоформамидам 106, как предполагают, через моно-S-оксид 177. Окисление избытком этого окислителя в кипящем хлористом метилене приводит к тиоамиду 178; образование этого продукта является результатом процесса окислительной гидратации нитрильной группы соединения 106, которая проходит с выходом 80% (Схема 90).[75]Схема 90Нитропроизводное имина 179 неожиданно превращается при окислении с MCPBA в 4-нитрофенилизотиоцианат 180 с 90%-ным выходом (Схема 91).[75] Первоначальное образование S-оксида 181 предполагается и в этом случае.Схема 91 Гидрохлориды имино-1,2,3-дитиазолов 19 реагируют с избытком цианоборогидрида натрия в тетрагидрофуране, образуя цианотиоформамиды 106 с выходами 71-100%.[84] Примечательно, что эти же продукты образуются и при окислении иминов 1,2,3-дитиазола (см. выше).о-Галогенметильные производные арилиминов 182 неожиданно образуют в этой реакции смесь 2-циан- 183 и 2-тиокарбамоил- 184 бензотиазинов (Схема 92).[53] Тиазиновый цикл в этих молекулах получается, по-видимому, при циклизации промежуточно образующегося цианотиоформамида 185.Схема 92N-Арилимино-1,2,3-дитиазолы 19 могут быть превращены в N-арилдитиооксамиды 186 взаимодействием с алюмогидридом лития (Схема 93).[85] Хотя выходы конечных продуктов невысоки, эта реакция представляет собой удобный двухстадийный метод синтеза несимметричных производных рубеановой кислоты из ароматических аминов.Схема 93Реакция безводного треххлористого алюминия с имином 179 приводит к соединению, содержащему аминогруппу в бензольном цикле. Наилучшие выходы продуктов 187 и 188 получены при 14-кратном избытке реагента (Схема 94).[86] Примечательно, что 1,2,3-дитиазольное кольцо в этом превращении не затрагивается.Схема 94 1.2.2 Реакции 1,2,3-дитиазол-5-оновВзаимодействие 4-хлор-5Н-1,2,3-дитиазол-5-она 30 с хлором при комнатной температуре в хлористом метилене протекает медленно и не до конца, образуя смесь непрореагировавшего дитиазолона 30, хлордисульфида 189 и сульфенилхлорида 190.[1] Промежуточный продукт 189 термически неустойчив и переходит в стабильный 190 с выделением молекулы хлора при мягком нагревании (выход 90%). Также дитиазолон 30 может быть переведен в соединение 190 с количественным выходом реакцией с иодом при повышенной температуре. Сульфенилхлорид 190 легко подвергается гидролизу до моноамида щавелевой кислоты 191 даже при стоянии во влажной атмосфере в течение 5 дней (Схема 95).
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
|
|
|
© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент. |
|
|
